低碳贝氏体钢中温转变热模拟试验

研究了一种Mn-Nb低碳贝氏体钢。通过热模拟试验,测定试验钢的相变点温度并绘制其静态CCT曲线,研究试验钢在不同冷速下显微组织及显微硬度的变化规律。在所研究的冷却速度范围内,冷速越高,相变开始温度越低,随着冷速的增加贝氏体钢的显微组织由粒状贝氏体逐渐转变为板条贝氏体,且板条束越来越细小,硬度越高。     

B对高强钢连续冷却相变规律及性能的影响

利用热模拟试验、热轧试验、金相分析等方法,研究了不同B含量高强钢的连续冷却相变规律和性能变化情况.结果表明:B元素可显著提高钢的淬透性,阻止准多边形铁素体形成,促进针状铁素体、粒状贝氏体和贝氏体铁素体等低温相变组织的形成;在相同轧制条件下,不含B试验钢的组织为粒状贝氏体+少量针状铁素体,含B试验钢的组织为板条状贝氏体铁素体+少量粒状贝氏体;B可显著提高试验钢的屈服强度和抗拉强度,但对伸长率和冲击韧性的影响不大.     

纳米贝氏体的热力学分析及强韧化研究

针对目前高碳高硅低温贝氏体(纳米结构贝氏体)相变速度缓慢的现状,采用贝氏体相变热力学理论分析主要合金元素对低温贝氏体相变驱动力的影响,设计了新型纳米结构贝氏体钢成分0.83C-2.44Si-0.43Mn-0.73Al.利用膨胀仪研究该成分贝氏体钢在不同温度下的相变整体动力学,综合使用扫描电子显微镜、X射线衍射、电子背散射衍射等方法研究热处理工艺对实验钢组织和力学性能的影响.结果表明,350℃等温转变贝氏体的抗拉强度为1401 MPa,延伸率为42.21%,强塑积可达59136 MPa·%,在室温拉伸过程中发生明显的相变诱导塑性效应;230℃等温转变组织中贝氏体铁素体片层厚度小于100 nm,抗拉强度达2169 MPa.      

硅含量对低碳贝氏体相变动力学和性能的影响

摘要：设计了3种不同Si含量的低碳贝氏体钢,进行了不同温度下等温淬火热处理热模拟实验、X-射线衍射和拉伸实验等,研究Si含量对贝氏体相变动力学和贝氏体钢性能的影响。结果表明,随Si含量增加,贝氏体相变量降低,动力学方程参数b减小,n增大。另外,随贝氏体相变温度增加,参数b减小,n增大。而且在较低相变温度下,因Si含量不同造成参数b和n的值的差异更大,说明低温下Si含量对贝氏体相变动力学的影响更大。此外,Si含量越低,因相变温度不同造成贝氏体相变孕育期和完成时间的差异逐渐增大,表明随Si含量的增加,Si对贝氏体相变动力学的影响降低。最后,随着Si含量的增加,试样抗拉强度和伸长率均逐渐增加。研究结果为优化低碳贝氏体钢成分设计、调控其力学性能提供了参考。     

1.6 GPa级中碳高强贝氏体钢残余奥氏体调控机理

 为了研究中碳高强贝氏体钢中的残余奥氏体体积分数在不同等温情况下的变化规律,通过X射线衍射试验、热模拟试验和扫描电子显微镜观察等,分析了等温淬火条件对中碳高强贝氏体钢中残余奥氏体体积分数和组织的影响。结果表明,最终残余奥氏体的体积分数受贝氏体相变和马氏体相变的共同影响。贝氏体相变量决定了未转变奥氏体的体积分数及其化学稳定性,从而影响随后的马氏体相变量及最终残余奥氏体体积分数。此外,随着相变温度的升高,开始由于贝氏体相变量逐渐减少,残余奥氏体体积分数先增加(300~350 ℃),随后由于马氏体相变量增加,残余奥氏体体积分数减少(350~400 ℃)。     

980MPa级复相钢热处理工艺优化及组织性能研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜研究了热处理工艺对980MPa级复相钢显微组织和力学性能的影响。结果显示:钢的显微组织为贝氏体、铁素体及马氏体三相,且加热温度越高,贝氏体及马氏体硬相组织越多,铁素体含量越少,组织均匀性显著提高。钢的屈服强度也随加热温度的提高而逐渐增高,但抗拉强度保持不变。随着缓冷温度的降低,钢中贝氏体及马氏体组织减少,铁素体含量增加,同时力学性能降低。相变-位移曲线显示加热过程中试验钢在730°C左右开始发生奥氏体相变,在860°C左右完成全奥氏体化。在降温过程中试验钢在456°C左右进行贝氏体相变,在244°C至165°C较宽的温度范围内进行马氏体相变,且均热温度越高,贝氏体相变量越大,马氏体量越少。     

稀土对16Mn钢等温相变及显微组织的影响

采用金相观察与硬度测量相结合的方法测定了不同稀土含量16Mn钢的TTT曲线,并研究了稀土含量对其等温相变及显微组织的影响.研究表明,随稀土含量的增加,先共析铁素体的晶粒大小及其析出的孕育期减小,完成珠光体相变所需时间和组织中铁素体含量增大;贝氏体形态逐渐由羽毛状向粒状转变.含稀土钢组织中的碳化物具有明显的偏聚现象.本文对这些结果产生的原因进行了讨论.     

不同工艺下低碳Mn-Si钢的组织与力学性能

通过Gleeble-1500热模拟压缩试验,借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射及拉伸试验等,研究一种低碳Mn-Si钢在基于热轧动态相变的热轧TRIP钢工艺和基于贝氏体等温处理工艺下的组织与力学性能,比较了通过两种工艺获得的不同复相组织状态对材料的加工硬化能力的影响.结果表明:实验钢在基于动态相变的热轧TRIP钢工艺下获得了以细晶铁素体为基体和贝氏体、残余奥氏体组成的复相组织,而在基于贝氏体等温处理工艺下得到了以板条贝氏体为基体和残余奥氏体组成的复相组织,前者中残余奥氏体含量较高且其碳含量也较高.实验钢具有以板条贝氏体为基体的复相组织时屈服强度和抗拉强度较高;但由于残余奥氏体稳定性较差,实验钢的加工硬化能力较弱,导致其均匀延伸率和总延伸率较小.      

冷却速度对ULCB钢相变和组织结构的影响

用工业性生产的ULCB钢进行热模拟实验,在非再结晶区变形后驰豫降温到740 ℃,再以不同的冷却速度冷却,研究了冷却速度对ULCB钢的贝氏体转变点和组织结构特征的影响.结果表明,在20 ℃/s以上的快速冷却时,贝氏体相变温度较低而温度区间较宽,发生大量贝氏体相变,得到的组织主要为板条贝氏体.随着冷却速度的降低,贝氏体相变点逐渐升高,相变温度区间变窄,得到板条贝氏体和粒状贝氏体的混合组织.冷速低于3 ℃/s时,相变点快速升高,开始点达660 ℃以上,组织中出现较多的多边形铁素体,此时的相变开始点已不是贝氏体相变点,而是铁素体相变点.     

Q500q钢的连续冷却转变行为及生产试制

利用热模拟实验机Gleeble-2000,对Q500q钢连续冷却转变行为以及在650～300℃温度区间的相变行为进行了研究及生产试制.结果表明:当冷速为1～4℃/s时,试验钢的微观组织由铁素体和珠光体组成.当冷速增至4～16℃/s时,发生贝氏体相变;随着冷却速度的增加,贝氏体组织更为细化且体积分数增加.当冷却速度大于4℃/s后,试验钢在650～300℃冷却速度减半时,贝氏体相变的终了温度升高,贝氏体相变区间缩小,与连续冷却转变相比组织差距不大.采用两种不同的冷却方式生产试制后,两组试验钢的力学性能和金相显微组织一致,说明650℃以下可以采用缓冷坑堆冷的方式来提高钢板的探伤合格率.     

汽车前轴用贝氏体型非调质钢连续冷却转变

 采用DIL805L型膨胀仪研究了一种汽车前轴用贝氏体型非调质钢的连续冷却相变组织变化规律,分析了合金元素和冷却速度对CCT曲线、相变组织和显微硬度的影响。结果表明,锰、硅、铬、钒、硼等元素的加入使得贝氏体型非调质钢FAS2225珠光体和贝氏体转变曲线完全分离,可以在较宽的冷却速度范围内得到贝氏体组织,当冷却速度大于0.1 ℃/s时,均可获得贝氏体组织。随着冷却速度的提高,试验钢的显微硬度增大,当冷却速度为0.1以及2 ℃/s时,硬度增加的幅度发生明显改变。     

Nb对C-Si-Mn-Cr双相钢相变规律、组织和性能的影响

  根据C Si Mn Cr和C Si Mn Cr Nb实验钢的相变规律,在实验室进行了控轧控冷实验研究,分析了微合金元素Nb对高强度热轧双相钢相变规律、组织和性能的影响。实验结果表明,Nb可显著推迟铁素体和珠光体转变,并显著降低铁素体开始转变温度,但对铁素体终止转变温度和贝氏体转变温度区间基本没有影响。经Nb微合金化后,实验钢的屈服强度和抗拉强度增幅均在100 MPa以上,屈服强度的增幅高于抗拉强度,且在强度大幅度升高的同时,伸长率下降并不明显,表明Nb的细晶强化作用对提高中温卷取热轧双相钢强度级别的效果明显。     

铬和铝元素对低碳贝氏体钢组织和性能影响

 低碳贝氏体钢通常需要添加一定量合金元素来提升性能,为了研究合金元素铬和铝在低碳贝氏体钢中的作用,以Fe-C-Si-Mn-Mo系贝氏体钢为基础,设计了单独添加铬元素和复合添加Cr+Al元素的3种低碳贝氏体钢,研究了铬和铝的添加对连续冷却处理低碳贝氏体钢显微组织、力学性能及贝氏体相变的影响规律。结果表明,连续冷却条件下,铬可以促进低碳贝氏体钢相变趋向于更低的温度区间进行,细化贝氏体组织,从而提高强度;铝可以促进贝氏体相变动力学,但对低碳贝氏体钢意义不大。同时,添加铝会使低碳贝氏体钢组织粗化,导致强度和伸长率同时下降。综合来看,复合添加铬和铝的优化效果不如单独添加铬,单独添加铬的低碳贝氏体钢强度达到1 623 MPa,伸长率为10.5%,结果可以为低碳贝氏体钢成分设计提供依据。     

变形参数对低碳微合金钢奥氏体相变规律的影响

利用Gleeble-3800热/力模拟试验机,研究了1种低碳微合金钢的形变奥氏体连续冷却转变行为以及终轧温度、终轧变形量对相变组织形态的影响。结果表明,实验钢在研究的冷速范围内均可得到一定量的贝氏体组织。随着冷速的增加,冷速达到50℃/s时,贝氏体组织由粒状贝氏体逐渐过渡到板条状贝氏体。在较快的冷速下,随终轧温度的降低或终轧变形量的减小,贝氏体转变开始与结束温度均降低,获得的贝氏体具有不同的组织形态。     

锰对低碳耐候钢组织与强韧性的影响

在真空感应炉冶炼了2炉不同锰质量分数的低碳耐候钢,利用热模拟机和金相显微镜分析了其组织特征和相变规律,并通过室温拉伸、冲击实验且结合断口分析表征了实验钢的强韧性。热模拟实验表明,低碳高锰耐候钢组织在低冷速下（＜1 ℃/s)为铁素体＋少量珠光体,而在较大冷速内(1～10 ℃/s)为贝氏体＋铁素体复相特征,随冷却速度的增加则钢中贝氏体增多。分析轧态组织表明,2组实验耐候钢中主要组织均为等轴铁素体;增加钢中锰则其强度明显增大,虽塑性和冲击韧性有所降低,但仍可获得良好的强韧性组合。     

AM对低碳贝氏体钢等温相变和显微组织的影响

摘要：设计了马氏体起始相变温度（Ms）以上和以下5个不同温度等温淬火实验,研究了Ms以上和以下温度等温淬火对低碳贝氏体钢组织和相变动力学的影响。结果表明,试样在Ms以下等温淬火时,保温前生成的先马氏体（AM）显著缩短了等温贝氏体相变孕育期,加速贝氏体形核,细化贝氏体组织。然而,Ms以下等温淬火时,总的等温贝氏体相变动力学与先马氏体的体积分数（fAM）有很大关系,当fAM较低时,AM的形成缩短了贝氏体相变孕育期,加速了贝氏体相变,当fAM过高时,又阻碍贝氏体相变,延长贝氏体总的相变时间。最后,采用Austin Rickett(AR)和Johnson Mehl Avrami Kolgomorov(JMAK)动力学模型对等温贝氏体相变动力学进行分析,结果表明,与AR模型相比,JMAK模型更适用于本研究的实验结果。     

Microstructure and properties of hot‐rolled high strength multiphase steels for automotive application

Effects of alloying with combinations of the elements Mo, Cr and B on the bainite transformation behaviour and microstructure of hot‐rolled high strength sheet steels microalloyed with mass contents of Ti and Nb, 0.05 or 0.15 % C and 1.5 % Mn have been studied. The relationships between microstructures formed in the steels coiled at various temperatures and their mechanical properties have been investigated. The 0.15 % C microalloyed steel alloyed with Mo,Cr and B with a complex bainitic microstructure was found to have distinctive high performance behaviour combining continuous yielding, high tensile strength and plasticity after coiling in a wide temperature region. The strain hardening of the micro‐constituents typical for the investigated steels has been analysed to have a better understanding of the mechanical properties of complex phase microstructures in low alloy ferrous alloys. It was found that bainitic ferrite with austenitemartensite islands as a second phase leads to high strength and adequate elongation. The features of the bainite formation in the Mo, Cr and B alloyed CMn steel microalloyed with Ti and Nb during slow cooling from temperatures between 650 and 550 °C was studied by dilatometry.     

经济型铁素体/贝氏体高扩孔钢的组织与性能

 通过TMCP工艺实验,研究了Si、Mn含量对低碳Si Mn钢显微组织、力学及成形性能的影响,探讨了铁素体/贝氏体双相钢(FB钢)在扩孔过程中的裂纹形成及扩展行为。研究结果表明,增加Si含量,实验钢中等轴铁素体的体积分数增加,扩孔性能得到改善;而增加Mn含量,实验钢的强度和韧性显著提高,但塑性和扩孔性能有所下降。FB钢中的裂纹扩展主要是以微孔聚集机制进行,当遇到贝氏体时,裂纹通过铁素体 贝氏体相界面并剪断铁素体进行扩展。合理选择Si、Mn含量和TMCP工艺参数,可以获得690 MPa级的经济型热轧FB高扩孔钢,扩孔率达到了95%,综合性能较好。     

膨胀及原位观测法研究低碳贝氏体钢轨U25CrNi连续冷却相变

利用Formastor-F淬火膨胀仪热模拟和VL2000DX-SVF17SP高温激光共聚焦显微镜观察,研究了U25CrNi低碳贝氏体钢轨(/%:0.25C,1.73Si,1.69Mn,0.012P,0.002S,1.40Cr,0.57]Ni,0.49Mo,0.06V)从950℃以不同冷却速度连续冷却后的膨胀曲线和金相组织。结果表明,低冷速下(0.2℃/s),实验钢组织主要为贝氏体;随冷却速度增大至1℃/s,实验钢组织逐渐过渡为贝氏体和马氏体,且贝氏体板条尺寸随冷速增大而逐渐减小;当冷速达到2℃/s时,冷却过程中基本只发生马氏体相变,实验钢硬度随冷速增大而逐渐增大。     

锰对低碳耐候钢组织与强韧性的影响

在真空感应炉冶炼了2炉不同锰质量分数的低碳耐候钢,利用热模拟机和金相显微镜分析了其组织特征和相变规律,并通过室温拉伸、冲击实验且结合断口分析表征了实验钢的强韧性。热模拟实验表明,低碳高锰耐候钢组织在低冷速下（＜1 ℃/s)为铁素体＋少量珠光体,而在较大冷速内(1～10 ℃/s)为贝氏体＋铁素体复相特征,随冷却速度的增加则钢中贝氏体增多。分析轧态组织表明,2组实验耐候钢中主要组织均为等轴铁素体;增加钢中锰则其强度明显增大,虽塑性和冲击韧性有所降低,但仍可获得良好的强韧性组合。